一種基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構制造技術

本實用新型專利技術涉及一種基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構，包括設置在機殼內的IGBT驅動模塊、控制模塊、光纖通訊電路、高壓輸入電源；IGBT驅動模塊與IGBT器件相連接；IGBT驅動模塊與控制模塊通過光纖通訊電路相連接，光纖通訊電路將控制模塊的數據通過光纖傳送給IGBT驅動模塊，并將反饋信號傳給控制模塊；高壓輸入電源為整個功率單元結構提供電源支持，提供200V～1500V輸入。優點是：1)整體結構緊湊，安裝方便，同時具有較小的雜散電感。2)光纖通訊速率快而且穩定，抗干擾能力強。3)通過光纖通訊的驅動電路，速率快而且具有很強的抗干擾能力，性能穩定，使用可靠，尤其適合需要很長的控制線控制IGBT的場景。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構。
技術介紹
隨著工業控制技術的蓬勃發展，能源節約大力倡導，高壓變頻器，尤其是串聯H橋結構的高壓變頻器獲得了越來越廣泛的應用。應用領域涵蓋頗廣，電力、冶金、有色金屬、電氣化鐵路及機車行業、煤炭礦山、石油化工、供水水處理、船舶等。應用負載也從幾百千瓦的除塵風機到幾十兆瓦的壓縮機不等。功率單元屬變頻器內部核心器件，其作用是完成變頻交--直--交變換并級聯疊加生成電機負載所需要的變頻電壓。變頻功率單元拓撲結構大體類似，但器件擺布及控制多樣化，單元內部功率器件及電子邏輯器件擺布日益緊密，結構日益復雜，高速數字電路、模擬電路及高壓電路空間距離越來越小，這就使得電磁兼容性、抗干擾、保護性能的優良變得尤為重要。目前國內市場上變頻器功率單元結構擺布多樣，電控技術抗干擾性能不強，長時間運行不穩定，故障率高成為普遍現象，該現象尤其在大功率變頻單元上更為突出，這往往會造成很大的危險及經濟損失。
技術實現思路
為克服現有技術的不足，本技術的目的是提供一種結構緊湊，安裝方便的基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構，通過光纖通訊的驅動電路，速率快而且具有很強的抗干擾能力，性能穩定，使用可靠。為實現上述目的，本技術通過以下技術方案實現：一種基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構，包括設置在機殼內的IGBT驅動模塊、控制模塊、光纖通訊電路、高壓輸入電源；IGBT驅動模塊與IGBT器件相連接；IGBT驅動模塊與控制模塊通過光纖通訊電路相連接，光纖通訊電路將控制模塊的數據通過光纖傳送給IGBT驅動模塊，并將反饋信號傳給控制模塊；高壓輸入電源為整個功率單元結構提供電源支持，提供200V～1500V輸入。還包括電源轉換電路，電源轉換電路由+5V穩壓電路和+3.3V穩壓電路組成；+5V穩壓電路穩定輸出+5V電壓，并且電流大于1A；+3.3V穩壓電路輸入端為+5V穩壓電路的輸出，穩定輸出+3.3V電壓。所述的控制模塊為CPLD芯片、ARM芯片或DSP芯片。所述的光纖通訊電路為可收發光纖通訊。所述的控制模塊包含有電源指示燈和不低于兩路的LED指示燈。還包括整流單元、濾波電容組和放電電阻，整流單元、濾波電容組、放電電阻與IGBT器件并聯，所述的整流單元是由二極管組成的整流電路。所述的濾波電容組通過滑道與機殼連接。與現有技術相比，本技術的有益效果是：1)整體結構緊湊，安裝方便，同時具有較小的雜散電感。2)光纖通訊速率快而且穩定，抗干擾能力強。3)通過光纖通訊的驅動電路，速率快而且具有很強的抗干擾能力，性能穩定，使用可靠，尤其適合需要很長的控制線控制IGBT的場景。4)該結構采用模塊化設計，簡化了整機安裝流程，提高生產效率，同時易于維護。附圖說明圖1是本技術的殼體示意圖。圖2是本技術的電氣原理圖。圖中：1-濾波電容組2-放電電阻3-散熱器4-熔斷器。具體實施方式下面結合說明書附圖對本技術進行詳細地描述，但是應該指出本技術的實施不限于以下的實施方式。見圖1、圖2，一種基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構，包括設置在機殼內的IGBT驅動模塊、控制模塊、光纖通訊電路、高壓輸入電源；IGBT驅動模塊與IGBT器件相連接；IGBT驅動模塊與控制模塊通過光纖通訊電路相連接，光纖通訊電路將控制模塊的數據通過光纖傳送給IGBT驅動模塊，并將反饋信號傳給控制模塊；高壓輸入電源為整個功率單元結構提供電源支持，提供200V～1500V輸入。本功率單元結構還包括電源轉換電路，電源轉換電路由+5V穩壓電路和+3.3V穩壓電路組成；+5V穩壓電路穩定輸出+5V電壓，并且電流大于1A；+3.3V穩壓電路輸入端為+5V穩壓電路的輸出，穩定輸出+3.3V電壓。其中，控制模塊為CPLD芯片、ARM芯片或DSP芯片。光纖通訊電路為可收發光纖通訊。控制模塊包含有電源指示燈和不低于兩路的LED指示燈。本功率單元結構還設有整流單元、濾波電容組1和放電電阻2，整流單元、濾波電容組1、放電電阻2與IGBT器件并聯，所述的整流單元是由二極管組成的整流電路。濾波電容組1通過滑道與機殼連接。見圖1，基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構，包括機械結構以及電氣件：濾波電容組1、整流橋、放電電阻2、IGBT器件、熔斷器4等。本功率單元結構滿足整體平面的排布緊湊合理，通過合理的布置，能夠有效的解決制作安裝的繁瑣工序。通過濾波電容組1的抽拉式安裝，減輕勞動強度，提高生產效率。IGBT器件頂部安裝散熱器3，用以散熱。見圖2，本功率單元結構的電氣結構包括整流電路、濾波電路、逆變電路三個部分。整流單元將輸入的交流電壓整流成直流電壓，濾波電路通過濾波電容組1的并聯將整流的脈動直流電壓轉變成穩定直流電壓，而逆變電路通過H橋的IGBT器件的交替導通將直流電壓轉換為頻率、電壓可變的交流電壓，從而實現變頻的功能。見圖2，單元控制板包括電源模塊、控制模塊、數據傳輸模塊三個部分。控制模塊的CPLD芯片發送四路驅動信號，此驅動信號傳輸到數據傳輸模塊中，再由數據傳輸模塊通過光纖與IGBT驅動板控制模塊進行數據通訊，IGBT驅動板直接安裝到IGBT上，這樣實現了控制模塊與驅動模塊的光纖通訊。通過控制模塊與驅動模塊的光纖通訊能夠加快信號傳輸速率而且具有很強的抗干擾能力，解決了大多數大功率變頻器驅動導線過長引起的干擾問題，從而提高功率單元運行的穩定性。IGBT驅動模塊安裝在IGBT器件的殼體表面，避免了導線連接引起的干擾弊端，從而提高工作的穩定性能。驅動模塊包含有源箝位、過流保護、軟關斷等功能。此項功能的增加避免單元在非正常工作狀態下引起IGBT過流、過壓造成損壞。控制模塊與IGBT驅動采用先進的光纖通訊技術；采用模塊化設計，將大量電容器設計成電容組，采用抽拉式安裝模式，不僅能夠化零為整，簡化安裝流程，還增加了設備的緊湊性以及可靠性。控制模塊、IGBT驅動模塊、電源轉換電路集成在單元控制板上，電路板體積小，器件密集，功能豐富。電路板與IGBT模塊采用光纖通訊技術，采用光纖通訊具有通訊數率快，損耗低，中繼距離長，抗電磁干擾等優良特性。性能穩定，使用可靠，能夠良好的控制IGBT等功率器件，適合大功率，體積大的高壓變頻器功率單元，尤其是需要長距離走線控制IGBT器件的場景。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構，其特征在于，包括設置在機殼內的IGBT驅動模塊、控制模塊、光纖通訊電路、高壓輸入電源；IGBT驅動模塊與IGBT器件相連接；IGBT驅動模塊與控制模塊通過光纖通訊電路相連接，光纖通訊電路將控制模塊的數據通過光纖傳送給IGBT驅動模塊，并將反饋信號傳給控制模塊；高壓輸入電源為整個功率單元結構提供電源支持，提供200V～1500V輸入。

【技術特征摘要】
1.一種基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構，其特征在于，包括設置在機殼內的IGBT驅動模塊、控制模塊、光纖通訊電路、高壓輸入電源；IGBT驅動模塊與IGBT器件相連接；IGBT驅動模塊與控制模塊通過光纖通訊電路相連接，光纖通訊電路將控制模塊的數據通過光纖傳送給IGBT驅動模塊，并將反饋信號傳給控制模塊；高壓輸入電源為整個功率單元結構提供電源支持，提供200V～1500V輸入。2.根據權利要求1所述的一種基于光纖通訊驅動電路的高壓變頻器功率單元結構，其特征在于，還包括電源轉換電路，電源轉換電路由+5V穩壓電路和+3.3V穩壓電路組成；+5V穩壓電路穩定輸出+5V電壓，并且電流大于1A；+3.3V穩壓電路輸入端為+5V穩壓電路的輸出，穩定輸出+3.3V電壓。3.根據權利要求1所述的一種基于光...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周翔，張春雷，庚德正，
申請(專利權)人：臥龍電氣集團遼寧榮信電氣傳動有限公司，
類型：新型
國別省市：遼寧;21